Абдамбаева гео срс9. Выбор формы и размеров подошвы фундаментов

• Название: Выбор формы и размеров подошвы фундаментов
• Дата: 10.04.2022
• Размер: 0.92 Mb.
• Имя файла: Абдамбаева гео срс9.docx
• Тип: Документы; #460445

Министерство образования науки Республики Казахстан

Международная образовательная корпорация

Казахская головная архитектурно – строительная академия



Дисциплина: Геотехника ІІ
СРС

На тему: «Выбор формы и размеров подошвы фундаментов»

Выполнила: ст. гр. РПЗС – 19 – 9

Абдамбаева Е.А.

Проверил: Еменов Ю.М.

Алматы 2022

   Форма бывает любая (круглая, кольцевая, многоугольная, квадратная, прямоугольная, ленточная, тавровая, крестообразная и более сложная форма), но, как правило, она повторяет форму опирающейся на нее конструкцию.

         Площадь подошвы предварительно может быть определена из условия:

         PII ≤ R, где

PII – среднее давление под подошвой  фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям;

R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по формуле СНиП.



Рис. 10.12. Расчетная схема центрально нагруженного фундамента.

Реактивная эпюра отпора грунта при расчете жестких фундаментов принимается прямоугольной. Тогда из уравнения равновесия:

         

Сложность в том, что обе части выражения содержат искомые геометрические размеры фундамента. Но в предварительных расчетах вес грунта и фундамента в ABCD заменяют приближенно на:

           , где

γm – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах; γm=20 кН/м3;

d – глубина заложения фундамента, м.

           - необходимая площадь подошвы фундамента.

Тогда ширина подошвы (b):

а) в случае ленточного фундамента; A=b·1п.м.:

         

б) в случае столбчатого квадратного фундамента; A=b2:

         

в) в случае столбчатого прямоугольного фундамента:



 - задаемся отношением длины фундамента (l) к его ширине (b) (т.к. фундамент повторяет очертание опирающейся на него конструкции).

Отсюда: 

в) в случае столбчатого круглого фундамента:

b = D – диаметр фундамента.



После предварительного подбора ширины подошвы фундамента b=f(Ro) необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта – R=f(b, φ, c, d, γ).

         Зная точное R. Снова определяют b. Действия повторяют, пока два выражения не будут давать одинаковые значения для R и b.

         После того. Как был подобран размер фундамента с учетом модульности и унификации конструкций проверяют действительное давление на грунт по подошве фундамента.



Рис.

 

Чем ближе значение PII к R, тем более экономичное решение.

Этой проверкой мы проверяем возможность расчета по линейной теории деформации грунта.

         Если условие не соблюдается, тогда расчет необходимо вести по нелинейной теории, что значительно его осложняет.

О влиянии формы и размеров подошвы фундамента на его осадку говорят данные табл. 10 для квадратных, круглых, прямоугольных и ленточных фундаментов. Грунтовые условия для всех фундаментов приняты одинаковыми: глубина заложения h = 2,0 м, давление р – p_б = 1,9 кг/см², Е= 100 кг/см². Фундаменты разной площади при одинаковом удельном давлении на грунт имеют разные осадки, которые возрастают с увеличением площади подошвы примерно пропорционально размерам сторон. Это ещё раз подтверждает, что проектирование фундаментов зданий по допускаемому давлению на грунт неизбежно приводит к неодинаковым осадкам фундаментов. При сильно сжимаемых грунтах разность осадок отдельных фундаментов достигает значительных величин и в .зданиях, если не предусмотреть специальных конструктивных мер, появляются опасные деформации, которые иногда приводят здания в состояние, непригодное для безопасной эксплуатации. Поэтому при проектировании фундаментов следует стремиться к некоторому уравниванию осадок с тем, чтобы разность осадок отдельных фундаментов не превышала установленных нормами пределов (табл. 5).



Из формул (5) и (7) видно, что величины осадок отдельных фундаментов, при прочих равных условиях, прямо пропорциональны давлениям р – p_б под их подошвами. По данным табл. 10 можно проследить, как влияет уменьшение давления р – p_б или, что то же, увеличение площади подошвы на осадку фундаментов при разной их форме и размерах.

Квадратный фундамент размерами 2,0×2,0 м с налрузкой 76,0 т и давлением р – p_б = 1,9 кг/см² имеет осадку 2,7 см; если при той же нагрузке увеличить размеры фундамента до 4,0×4,0 м, т. е. увеличить площадь в четыре раза, то давление р – p_б также уменьшится в четыре раза, а осадка его составит 5,2/4 = 1,3 см. Таким образом, при увеличении площади квадратного фундамента в четыре раза осадка уменьшится лишь в два раза (с 2,7 до 1,3 см), т. е. пропорционально изменению размера стороны квадрата или пропорционально корню квадратному из площади подошвы фундамента. Такие же результаты получаются и при круглой форме подошвы фундаментов.

У ленточных фундаментов увеличение ширины подошвы с 2,0 до 4,0 м вызывает уменьшение осадки фундамента лишь с 4,8 до 4,05 см, т. е. всего лишь на 15,7%, а при увеличении ширины подошвы до 3,0 м осадка уменьшается с 4,8 до 4,4 см, т. е. на 8,3%.

Таким образом, увеличением размеров квадратных или круглых фундаментов можно несколько уменьшить его осадку, примерно пропорционально изменению размера стороны или диаметра подошвы. Увеличение ширины ленточных фундаментов с той же целью неэффективно, так как осадка при этом очень мало уменьшается. Прямоугольные фундаменты занимают промежуточное положение .между квадратными и ленточными.

Изложенные соображения говорят о целесообразности применения квадратной и круглой формы подошвы фундаментов для возможности уравнивания осадок.

Следует отметить, что такая зависимость между осадкой и размерами квадратного фундамента справедлива лишь при стороне квадрата в пределах от 1 до 4,5 м. Как показали экспериментальные исследования, при малых размерах штампа (до 20 – 40 м) осадки с увеличением размера уменьшаются, а при больших размерам (10 – 15 м) — остаются почти постоянными и не зависят от размеров фундамента.

Квадратные, круглые и прямоугольные фундаменты одинаковой площади имеют практически одинаковые осадки. Несколько большие осадки дают ленточные фундаменты при ширине подошвы более 2,0 м.

По расходу материалов и стоимости наиболее рациональной являются квадратная и круглая формы фундаментов. В этом случае получается также меньшее количество типоразмеров изделий для сборных фундаментов.

Таким образом, при центральной нагрузке, а также внецентренной, если краевое давление будет превышать нормативное на грунт не более чем на 20%, целесообразна квадратная форма подошвы. Следует отметить, что в таких условиях работают фундаменты почти всех типов многоэтажные промышленных зданий и одноэтажных корпусов без кранов и с подвесными кран-балками с сетками колонн 12×6; 12×12; 18×6; 18×12; 24×6; 24×12 м.

Для зданий, у которых колонны испытывают значительные изгибающие моменты, форма подошвы фундаментов принимается прямоугольной с отношением сторон до 1:2.

Список литературы:

1. 
   https://students-library.com/library/read/88628-forma-i-razmer-podosvy-fundamenta
   
2. 
   http://an-promservis.ru/6-2-1-vybor-formy-podoshvy-fundamentov.html